Transcript RNP - coscap-na

21世纪导航领域 - 所需导航性能的应用于实施:
一条通向提高未来安全、
效率及容量的途径
Rob Wayne机长
Delta航空公司
Required Navigation Performance,
Use and Implementation for
21st Century Navigation:
One path to increase future Safety,
Efficiency and Capacity.
Capt. Rob Wayne
Delta Air Lines Inc.
RNP: 结合变化而设计
• 年度交通运输增长5%
• 年度提高少于5%
• 必须采用一种新的方法
RNP: designed to embrace change.
• Annual Traffic Growth 5%
• Annual Improvements less than 5%
• A new method must be used.
THEN
20世纪20年代
NOW
NOW
THEN
1920’s
NOW
THEN
20世纪40年代
Norfolk
Knoxville
NOW
THEN
1940’s
Norfolk
Knoxville
NOW
THEN
20世纪60年代
Norfolk
Knoxville
NOW
THEN
1960’s
Norfolk
Knoxville
NOW
THEN
20世纪90年代
航空RNP RNAV理念（整个系统）
RNP RNAV应用状况：
• 公布的RNP RNAV标准作为优化空中间隔及空域的主要决定性因素
• 认为缺少数据、数据库、通话、监督和空中交通管理标准工具
8.0 NM
4.0 NM
PLMN
POPP
4 x RNP
(16 NM)
PLWX
PWVG
4.0 NM
8.0 NM
NOW
THEN
1990’s
Aviation RNP RNAV Concept (Total System)
Status of RNP RNAV Application
• Published standard for RNP RNAV as a primary determinant
of separation and airspace optimization
• Considered incomplete tool without data, database,
Communication, Surveillance and ATM standards
8.0 NM
4.0 NM
PLMN
POPP
4 x RNP
(16 NM)
PLWX
PWVG
4.0 NM
8.0 NM
什么是所需导航性能（RNP)？— 定义
• RNP空域
• RNP航空器
– 全世界范围内: 7500架商用航空器，占总数额
的45%
– 美国境内: 商用航空器占到总数额的50%
• 具体性能参数：
–
–
–
–
精确性
有效性
完整性
连续性
RNP: What is it? - Definition
• RNP Airspace
• RNP Aircraft
– Worldwide: 7500 commercial, 45% of total
– USA : 50% of commercial fleet
• Specific performance parameters:
–
–
–
–
Accuracy
Availability
Integrity
Continuity
什么是所需导航性能（RNP)？— 背景介绍
RNP是一种程序，是对航线或空域提出的要求
POS REF
RNP/A c t u a l
1. 00NM/ 0.46NM
1 NM
1 NM
RNP是一种衡量在特定空域内运行所需的
导航性能精确性的一种标准
RNP: What is it? - Background
The RNP is the procedure, route or airspace requirement.
POS REF
RNP/A c t u a l
1. 00NM/ 0.46NM
1 NM
1 NM
RNP is a measure of the navigation performance accuracy
necessary for operations within a defined airspace.
什么是所需导航性能（RNP) ？
— 标准
• RNP可以达到95%的精确性（内圈）
• RNP完整性（两倍RNP），外圈标准半
径
RNP: What is it? - Containment
• RNP 95% Accuracy (inner circle)
• RNP Integrity (two times RNP),
outer circle containment radius
什么是所需导航性能（RNP) ？—— RNP
空域
RNP: What is it? – RNP Airspace
什么是所需导航性能（RNP) ？— RNP航空
器
偏移等级ID
下滑道偏移指示器
VNAV偏移等级 及指
垂直
ANP-RNP键
航道偏移指示器
LNAV偏移等级及指示器
水平
ANP-RNP键
RNP: What is it? – RNP Aircraft
Deviation
Scale ID
G/S Ghost
Pointer
VNAV Deviation
Scale and Pointer
Vertical
ANP-RNP Bar
LOC Ghost
Pointer
LNAV Deviation
Scale and Pointer
Lateral
ANP-RNP Bar
为什么需要所需导航性能（RNP) ？
标准
及
线性飞行航道
• 安全
• 高效
• 容量
RNP: Why it is needed
Containment
&
Linear
Flight
Path
• Safety
• Efficiency
• Capacity
为什么使用所需导航性能（RNP) ？
安全
一般TERPS最终近进区域
RNP 0.15标准区域进行对比
7:1 转移表面
DA (H) / MAP
RNP 0.15标准区域
RNP为跑道提供垂直和水平引导
如果障碍物进入垂直剖面从而导致颠簸状态出现RNAV不提供垂
直引导
Why RNP? Safety
Generic TERPS Final Approach Area
RNP 0.15 Containment Zones for Comparison
7:1 transitional surface
DA (H) / MAP
RNP 0.15 containment zone
RNP provides vertical and horizontal guidance to the
runway
RNAV provides no vertical guidance if an obstacle
penetrates the vertical surface resulting in “dive and drive”.
为什么使用所需导航性能（RNP)？
高效
Why RNP? Efficiency
为什么使用必要导航性（RNP)
？ 容量
RNP可以减少航路间隔并且
使用RNAV可以增加在相同空域范围内的交通容量（航线数量）
导航性能
POPP
4.0 NM
Pre-RNP
60 - 100 NM = 航路宽度
减少导航错误
导航性能、航路、
交通密度、监察
通话、空管
PLMN
RNP
5 x RNP, 6 x RNP
(20 - 24 NM)
减少导航错误、航路、交通密度、
监察要求、通话要求和空管要求
PWVG
图例
PLWX
确定航道
RNP 95% 跑道入口
Why RNP? Capacity
RNP enables reduced buffers for route spacing & with RNAV,
increased traffic capacity (routes) in the same airspace
Navigation Performance
POPP
4.0 NM
Pre-RNP
60 - 100 NM = RouteWidth,
Mitigates Navigation errors,
Navigation Performance, Route,
Traffic Density, Surveillance,
Communication, ATC
PLMN
RNP
5 x RNP, 6 x RNP
(20 - 24 NM)
Mitigates Navigation
Errors, Route, Traffic
Density, Surveillance,
Communication, ATC
PWVG
Legend
PLWX
Defined Path
RNP 95% Threshold
所需导航性能（RNP）的实施状况
GPS
预报
RAIM
FAA民航
规章及指
令
航空器
系统
程序
设计
标准
AIM
障碍物
清除
航空器
性能
ATC本地流量
环境影响
本地
WX
飞行资料
RNP
运行状态
签派员
培训
飞行员
培训
Topo 数据源
OPS
规定
ARINC 424
计划及标准
模拟机
工程
导航数据库
开发
ALPA
FAA 空管程序
及飞行标准
测量系统
及计算
RNP: Implementation
GPS
predictive
RAIM
FARs &
FAA
Orders
Flight
publications
AIM
Procedure
design
criteria
ATC local
flows
RNP
operations
OPS
specifications
Local WX
Topo data
sources
ARINC 424
Charting and
standards
ALPA
Obstacle
clearance
Airplane
performance
Environmental
impact
Dispatcher
training
Pilot training
Airplane
systems
Simulator
Engineering
FAA process
ATC and Flt
Stds
Nav
data base
development
Geodetic
systems and
calculations
所需导航性能（RNP）的实施状况
空域中航径应该是：
• 确定好的
• 确保安全的
• 最大限度确保经济、社会以及地
理三方面的协调
• 确保合法的
• 协调的
• 经过训练的
RNP: Implementation
A path in space has to be:
• Defined
• Made safe
• Optimized: Economic, Social,
Geographic concerns.
• Made Legal
• Coordinated
• Trained
所需导航性能（RNP）的使用状况
• 航路上
• 近进/离场
• 终端区域
Current uses of RNP
• Enroute
• Arrival/Departure
• Terminal Areas
航路上的RNP/RNAV
太平洋地区的RNP-10
北太平洋
(NOPAC)航路
中太平洋
(CENPAC)航路
夏威夷航路(CEPAC)
*也应用于塔斯曼海地区
RNP/RNAV Enroute
RNP-10 in the Pacific
Northern Pacific
(NOPAC) Routes
Central Pacific
(CENPAC) Routes
Hawaiian Routes
(CEPAC)
*Also implemented in the Tasman Sea
近进过程中的RNP/RNAV
STAR
传统状态
STAR
RNAV
RNP/RNAV Arrivals
STAR
CONVENTIONAL
STAR
RNAV
进近航径中的RNP/RNAV
进近门
TF
EA123
RF
TF
EA125
下风
IF
EA127
进近
RNP/RNAV Approach Path
Approach
Gate
TF
EA123
RF
TF
EA125
Downwind
IF
EA127
Arrival
科迪亚克岛，阿拉斯加– RWY 36
Kodiak, Alaska – RWY 36
Sitka，阿拉斯加 – RWY 29
Sitka, Alaska – RWY 29
RNP:
RNAV Rwy 26
进近应用状况
带头人—阿拉斯加航空公司：
RNAV 26号跑道 RNP .15
(
每个跑道适用的3D航径
(
一条确定跑道 （失败后使用的）
(
经常安全复飞
接近目标：RNP .1 —一类运行最低
标准
(
(
目标：改进安全、进入及机场容量
RNP .15
DA(H) 268’
(250’)
RVR 30
RNP:
Approach Applications
RNAV Rwy 26
The Start… Alaska Airlines:
RNAV Rwy 26 RNP .15
(
Suitable 3D Path to each Runway
(
An Assured Path (after failures)
(
Always a Safe Missed Approach
(
Near Goal: RNP .1 - Lowest Cat I
Objective: Improved Safety, Access,
and Airport Capacity
(
RNP .15
DA(H) 268’
(250’)
RVR 30
朱诺，阿拉斯加 – RWY 26
Juneau, Alaska – RWY 26
阿拉斯加航空公司是RNP仪表进近
的带头人
• 其他航空承运人也正在推广RNP进近
• 改良的进近和离场航路
• 改进的仪表进近
– 水平和垂直指南
– 发动机失效时的超障保护
Alaska Airlines, RNP Instrument
Approach Leaders
• Other carriers are developing these also.
• Improved Arrival and Departure routes
• Improved Instrument Approaches
– Lateral and Vertical Guidance
– Obstacle Clearance Protection Engine Out.
RNP RNAV的未来发展
RNP RNAV world for the Future
主动躲避航路上的天气影响
Conflict Probe
Adjusted WPs
Dynamic Weather Avoidance Routes
Conflict Probe
Adjusted WPs
飞机性能
提高容量和安全
导航
2007?
Communication
2006?
Done
GPS
将来
垂直RNP...
可用性
导航性能等级
2002
Surveillance
复杂进近
2004?
2003
4-D Nav
RNP
低RNP
I-RNAV
GLS
VSD
固定角度进近
需要支持标准、空域及程序
明天
今天
Airplane Capability
Improving Capacity and Safety
Navigation
2007?
Communication
2006?
2004?
2003
Done
GPS
The Future
Vertical RNP...
Complex Approaches
Usability
Low RNP
Nav Perf Scales
2002
Surveillance
4-D Nav
I-RNAV
GLS
Tomorrow
VSD
RNP Constant Angle Approaches
Need Supporting criteria,
airspace and procedures
Today
减少近进类型
今天
ILS
VOR
NDB
VOR-DME
BCRS
“明天”
将来
LOC
LOC-DME
SDF
LDA
ILS/GLS (xLS)
NDB-DME
VOR on Arpt
VOR-ARC
NDB-NDB
NDB on Arpt
RNAV 3-D
PAR
ASR
RNAV 2-D
NDB-DME
Specials
减少训练支出
RNAV (RNP)
Specials
RNAV (RNP)
III类运行
Fewer Approach Types Flown
Today
ILS
VOR
NDB
VOR-DME
BCRS
“Tomorrow”
Future
LOC
LOC-DME
SDF
LDA
ILS/GLS (xLS)
NDB-DME
VOR on Arpt
VOR-ARC
NDB-NDB
NDB on Arpt
RNAV 3-D
PAR
ASR
RNAV 2-D
RNAV (RNP)
RNAV (RNP)
Cat III
Specials
NDB-DME
Specials
Opportunity for decreased training costs
优化运行状况需要改变以下因素：
飞行员
飞机
优化运行状况
进近程序
管制员
驾驶舱程序
空中交通管理
所有因素均是优化运行状况所必需的
Operational Benefits Require Change
Pilots
Airplanes
Operational
Benefit
Approach
Procedures
Regulators
Flt Deck
Procedures
Air Traffic Services
All are Required to Receive Benefits
结论：现在需要什么？
• 教育
• 转变计划
• 带头人
Conclusion: What is needed now?
• Education
• Transition Plan
• Leadership
RNP业内行动
职能交换
C/AFT
GATM
TSA – ASA,
UAL
FAA WestPac
Working Group
EURO TARA/NSG
Free Flight
Select/Steering
JAA CNS ATM
Steering Group
IATC Oceanic
Conference
AWO WG
FAA TAOARC
FAA SOIT
ATA FMS TF
FAA SOIT
ICAO ATMCP
AWO WG
IPACG
IPACG
IPACG
ICAO SASP
AvHWG
ISPACG
ISPACG
ISPACG
ICAO OCP
FAA SOIT
EURO TARA/NSG
EURO TARA/NSG
EURO TARA/NSG
RTCA SC-181
EURO RAIG
ATA FMS TF
ATA FMS TF
ATA FMS TF
标准及指南
规章标准
ATA FMS TF
航空器实
施状况
运行实施状况
应用推广
协调
RNP Industry Activities
Functional Interaction
C/AFT
GATM
TSA – ASA,
UAL
FAA WestPac
Working Group
EURO TARA/NSG
Free Flight
Select/Steering
JAA CNS ATM
Steering Group
IATC Oceanic
Conference
AWO WG
FAA TAOARC
FAA SOIT
ATA FMS TF
FAA SOIT
ICAO ATMCP
AWO WG
IPACG
IPACG
IPACG
ICAO SASP
AvHWG
ISPACG
ISPACG
ISPACG
ICAO OCP
FAA SOIT
EURO TARA/NSG
EURO TARA/NSG
EURO TARA/NSG
RTCA SC-181
EURO RAIG
ATA FMS TF
ATA FMS TF
ATA FMS TF
Standards &
Guidance
Regulatory
Criteria
ATA FMS TF
Aircraft
Operations
Applications
Implementation Implementation Development
Coordination
问题
Questions?
谢谢！
Thank You
航空RNP RNAV理念（整个系统）
通过使用标准半径更好地确保飞机定位
实际位置
预计位置
实际位置
预计位置
Rc
= 以预计位置为中心形成的
圆圈半径，实际位置位于该圆圈的
可能性为 99.999%/hr
Rc
标准航道
确定航道
Aviation RNP RNAV Concept (Total
System)
Additional positioning assurance by
Containment Radius
Actual
Position
Estimated
Position
Actual
Position
Estimated
Position
Rc
= radius of a circle centered
Desired
on an estimated position
Path
such that the probability
Defined
that the actual position lies
Path
in the circle is 99.999%/hr
Rc